復合材料強度

『壹』 碳纖維樹脂復合材料抗拉強度是多大

你好，碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維內樹脂復合材料抗容拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高於鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。

『貳』 如何計算復合材料的彎曲強度

8PL
δf＝──源──
πD[3]
式中：δf──彎曲強度，MPa；
P──破壞載荷，N；
L──跨距，mm；
D──試樣直徑，mm。

『叄』 復合材料彎曲強度是不是越大越好

這個理論上是有計算的模型，不過得視復合材料的結合方式等具體因回素來計算，材料力學答中有一部分復合材料的內容，你可以參考下，但是理論上算的的數值都不是很准確，建議還是以測試結果為准，而且測彎曲強度的儀器也十分便宜。

『肆』 復合材料 強度高 質量輕

復合材料是以一復種材制料為基體，另一種材料為增強體組合而成的材料．各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求．復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類，由於在性質上取長補短，故復合材料的強度高，質量輕，耐高溫和耐腐蝕，故選D．

『伍』 什麼是復合材料力學

復合材料力學是一門專業技術課。該課程以材料力學、彈性力學、工程材料的先行學習為基礎內，可作為對現代容新型材料及其力學性質等教學內容有要求專業的技術課。該課程我校力學學院開設的比較有特色的專業課程，為新型復合材料、復合材料結構的安全使用等打下重要的基礎，也對學生開擴視野、擴大知識面、參與科學研究等起到重要作用。

復合材料力學主要講授復合材料的宏觀力學特性、復合材料的細觀力學特性以及復合材料結構分析與結構設計的相關知識；

此課程的目的是為了形成以下專業能力：通過復合材料力學課程的學習，學生應掌握復合材料宏觀和細觀力學的基本概念、基礎知識和一定的分析能力，具有比較熟練的計算能力和一定的上機操作能力，在此基礎上培養學生縝密的邏輯思維習慣，並且初步具有工程實際中力學問題的建模能力。

證書要求
成績要要求見學校教務系統。

預備知識
材料力學、彈性力學

授課大綱
緒論
課時

§1-1 復合材料的定義及分類
,
§1-2 復合材料的組分
,
§1-3 復合材料的性能
,
§1-4 復合材料的應用
,
§1-5 復合材料的構造及製法
,
§1-6 復合材料的力學分析方法

『陸』 復合材料有哪些特性

復合材料的特性：
復合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環氧樹脂復合的材料，其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數倍，還具有優良的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。

基本介紹：
復合材料是由金屬材料、陶瓷材料或高分子材料等兩種或兩種以上的材料經過復合工藝而制備的多相材料，各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料由連續相的基體和被基體包容的相增強體組成。基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、石墨、橡膠、陶瓷、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、石棉纖維、碳化硅纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
主要分類：
復合材料是一種混合物。在很多領域都發揮了很大的作用，代替了很多傳統的材料。復合材料按其組成分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料。按其結構特點又分為：
1、纖維增強復合材料：將各種纖維增強體置於基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。
2、夾層復合材料：由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄；芯材質輕、強度低，但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。
3、細粒復合材料：將硬質細粒均勻分布於基體中，如彌散強化合金、金屬陶瓷等。
4、混雜復合材料：由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相復合材料比，其沖擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高，並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜復合材料。
應用領域：
1、航空航天領域：由於復合材料熱穩定性好，比強度、比剛度高，可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的 殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。
2、汽車工業領域：由於復合材料具有特殊的振動阻尼特性，可減振和降低雜訊、抗疲勞性能好，損傷後易修理，便於整體成形，故可用於製造汽車車身、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。
3、化工、紡織和機械製造領域：有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復合而成的材料，可用於製造化工設備、紡織機、造紙機、復印機、高速機床、精密儀器等。
4、醫學領域：碳纖維復合材料具有優異的力學性能和不吸收X射線特性，可用於製造醫用X光機和矯形支架等。碳纖維復合材料還具有生物組織相容性和血液相容性，生物環境下穩定性好，也用作生物醫學材料。此外，復合材料還用於製造體育運動器件和用作建築材料等。

『柒』 復合材料的性能都具有什麼特點

復合材料通常都能耐高溫。在高溫下，用碳或硼纖維增強的金屬其強度和剛度都比原版金屬的強度和剛度高權很多。普通鋁合金在400℃時，彈性模量大幅度下降，強度也下降；而在同一溫度下，用碳纖維或硼纖維增強的鋁合金的強度和彈性模量基本不變。復合材料的熱導率一般都小，因而它的瞬時耐超高溫性能比較好。復合材料的安全性好。在纖維增強復合材料的基體中有成千上萬根獨立的纖維。當用這種材料製成的構件超載，並有少量纖維斷裂時，載荷會迅速重新分配並傳遞到未破壞的纖維上，因此整個構件不至於在短時間內喪失承載能力。

復合材料的成型工藝簡單。

『捌』 復合材料細觀力學

纖維增強樹脂基復合材料常用的樹脂為環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂。目前常用的有：熱固性樹脂、熱塑性樹脂，以及各種各樣改性或共混基體。熱塑性樹脂可以溶解在溶劑中，也可以在加熱時軟化和熔融變成粘性液體，冷卻後又變硬。熱固性樹脂只能一次加熱和成型，在加工過程中發生固化，形成不熔和不溶解的網狀交聯型高分子化合物，因此不能再生。復合材料的樹脂基體，以熱固性樹脂為主。早在40年代，在戰斗機、轟炸機上就開始採用玻璃纖維增強塑料作雷達罩。60年代美國在F—4、F—111等軍用飛機上採用了硼纖維增強環氧樹脂作方向舵、水平安定面、機翼後緣、舵門等。在導彈製造方面，50年代後期美國中程潛地導彈「北極星A—2」第二級固體火箭發動機殼體上就採用了玻璃纖維增強環氧樹脂的纏繞製件，較鋼質殼體輕27%；後來採用高性能的玻璃纖維代替普通玻璃纖維造「北極星A—3」，使殼體重量較鋼制殼體輕50%，從而使「北極星A—3」導彈的射程由2700千米增加到4500千米。70年代後採用芳香聚醯胺纖維代替玻璃纖維增強環氧樹脂，強度又大幅度提高，而重量減輕。碳纖維增強環氧樹脂復合材料在飛機、導彈、衛星等結構上得到越來越廣泛的應用。

在化學工業上的應用
編輯
環氧乙烯基酯樹脂在氯鹼工業中，有著良好的應用。
氯鹼工業是玻璃鋼作耐腐材料最早應用領域之一，目玻璃鋼已成為氯鹼工業的主要材料。玻璃鋼已用於各種管道系統、氣體鼓風機、熱交換器外殼、鹽水箱以至於泵、池、地坪、牆板、格柵、把手、欄桿等建築結構上。同時，玻璃鋼也開始進入化工行業的各個領域。在造紙工業中的應用也在發展，造紙工業以木材為原料，造紙過程中需要酸、鹽、漂白劑等，對金屬有極強的腐蝕作用，唯有玻璃鋼材料能抵抗這類惡劣環境，玻璃鋼材料已、在一些國家的紙漿生產中顯現其優異的耐蝕性。
在金屬表面處理工業中的應用，則成為環氧乙烯基酯樹脂重要應用，金屬表面處理廠所使用的酸，大多為鹽酸、基本上用玻璃鋼是沒有問題的。環氧樹脂作為纖維增強復合材料進入化工防腐領域，是以環氧乙烯基酯樹脂形態出現的。它是雙酚A環氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環加成化學反應而製成，每噸需用環氧樹脂比例達50%，這類樹脂既保留了環氧樹脂基本性能，又有不飽和聚酯樹脂良好的工藝性能，所以大量運用在化工防腐領域。
其在化工領域的防腐主要包括：化工管道、貯罐內襯層；電解槽；地坪；電除霧器及廢氣脫硫裝置；海上井架；防腐模塑格柵；閥門、三通連接件等。為了提高環氧乙烯基酯樹脂優越的耐熱性、防腐蝕性和結構強度，樹脂還不斷進行改性，如酚醛、溴化、增韌等環氧乙烯基酯樹脂等品種，大量運用於大直徑風葉、磁懸浮軌道增強網、賽車頭盔、光纜纖維牽引桿等。
樹脂基復合材料作為一種復合材料，是由兩個或兩個以上的獨立物理相，包含基體材料（樹脂）和增強材料所組成的一種固體產物。樹脂基復合材料具有如下的特點：
（1）各向異性（短切纖維復合材料等顯各向同性）；
（2）不均質（或結構組織質地的不連續性）；
（3）呈粘彈性行為；
（4）纖維（或樹脂）體積含量不同，材料的物理性能差異；
（5）影響質量因素多，材料性能多呈分散性。
樹脂基復合材料的整體性能並不是其組分材料性能的簡單疊加或者平均，這其中涉及到一個復合效應問題。復合效應實質上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互補充的結果。它表現為樹脂基復合材料的性能在其組分材料基礎上的線性和非線性的綜合。復合效應有正有負，性能的提高總是人們所期望的，但有進材料在復合之後某些方面的性能出現抵消甚至降低的現象是不可避免的。
復合效應的表現形式多樣，大致上可分為兩種類型：混合效應和協同效應。
混合效應也稱作平均效應，是組分材料性能取長補短共同作用的結果，它是組分材料性能比較穩定的總體反映，對局部的擾動反應並敏感。協同效應與混合效應相比，則是普遍存在的且形式多樣，反映的是組分材料的各種原位特性。所謂原位特性意味著各相組分材料在復合材料中表現出來的性能並不只是其單獨存在時的性能，單獨存在時的性能不能表徵其復合後材料的性能。
樹脂基復合材料的力學性能
力學性能是材料最重要的性能。樹脂基復合材料具有比強度高、比模量大、抗疲勞性能好等優點，用於承力結構的樹脂基復合材料利用的是它的這種優良的力學性能，而利用各種物理、化學和生物功能的功能復合材料，在製造和使用過程中，也必須考慮其力學性能，以保證產品的質量和使用壽命。
1、樹脂基復合材料的剛度
樹脂基復合材料的剛度特性由組分材料的性質、增強材料的取向和所佔的體積分數決定。樹脂基復合材料的力學研究表明，對於宏觀均勻的樹脂基復合材料，彈性特性復合是一種混合效應，表現為各種形式的混合律，它是組分材料剛性在某種意義上的平均，界面缺陷對它作用不是明顯。
由於製造工藝、隨機因素的影響，在實際復合材料中不可避免地存在各種不均勻性和不連續性，殘余應力、空隙、裂紋、界面結合不完善等都會影響到材料的彈性性能。此外，纖維（粒子）的外形、規整性、分布均勻性也會影響材料的彈性性能。但總體而言，樹脂基復合材料的剛度是相材料穩定的宏觀反映。
對於樹脂基復合材料的層合結構，基於單層的不同材質和性能及鋪層的方向可出現耦合變形，使得剛度分析變得復雜。另一方面，也可以通過對單層的彈性常數（包括彈性模量和泊松比）進行設計，進而選擇鋪層方向、層數及順序對層合結構的剛度進行設計，以適應不同場合的應用要求。
2、樹脂基復合材料的強度
材料的強度首先和破壞聯系在一起。樹脂基復合材料的破壞是一個動態的過程，且破壞模式復雜。各組分性能對破壞的作用機理、各種缺陷對強度的影響，均有街於具體深入研究。
樹脂基復合材強度的復合是一種協同效應，從組分材料的性能和樹脂基復合材料本身的細觀結構導出其強度性質。對於最簡單的情形，即單向樹脂基復合材料的強度和破壞的細觀力學研究，還不夠成熟。
單向樹脂基復合材料的軸向拉、壓強度不等，軸向壓縮問題比拉伸問題復雜。其破壞機理也與拉伸不同，它伴隨有纖維在基體中的局部屈曲。實驗得知：單向樹脂基復合材料在軸向壓縮下，碳纖維是剪切破壞的；凱芙拉（Kevlar）纖維的破壞模式是扭結；玻璃纖維一般是彎曲破壞。
單向樹脂基復合材料的橫向拉伸強度和壓縮強度也不同。實驗表明，橫向壓縮強度是橫向拉伸強度的4～7倍。橫向拉伸的破壞模式是基體和界面破壞，也可能伴隨有纖維橫向拉裂；橫向壓縮的破壞是因基體破壞所致，大體沿45°斜面剪壞，有時伴隨界面破壞和纖維壓碎。單向樹脂基復合材料的面內剪切破壞是由基體和界面剪切所致，這些強度數值的估算都需依靠實驗。
雜亂短纖維增強樹脂基復合材料盡管不具備單向樹脂基復合材料軸向上的高強度，但在橫向拉、壓性能方面要比單向樹脂基復合材料好得多，在破壞機理方面具有自己的特點：編織纖維增強樹脂基復合材料在力學處理上可近似看作兩層的層合材料，但在疲勞、損傷、破壞的微觀機理上要更加復雜。
樹脂基復合材料強度性質的協同效應還表現在層合材料的層合效應及混雜復合材料的混雜效應上。在層合結構中，單層表現出來的潛在強度與單獨受力的強度不同，如0/90/0層合拉伸所得90°層的橫向強度是其單層單獨實驗所得橫向拉伸強度的2～3倍；面內剪切強度也是如此，這一現象稱為層合效應。
樹脂基復合材料強度問題的復雜性來自可能的各向異性和不規則的分布，諸如通常的環境效應，也來自上面提及的不同的破壞模式，而且同一材料在不同的條件和不同的環境下，斷裂有可能按不同的方式進行。這些包括基體和纖維（粒子）的結構的變化，例如由於局部的薄弱點、空穴、應力集中引起的效應。除此之外，界面粘結的性質和強弱、堆積的密集性、纖維的搭接、纖維末端的應力集中、裂縫增長的干擾以及塑性與彈性響應的差別等都有一定的影響。
樹脂基復合材料的物理性能
樹脂基復合材料的物理性能主要有熱學性質、電學性質、磁學性質、光學性質、摩擦性質等（見表）。對於一般的主要利用力學性質的非功能復合材料，要考慮在特定的使用條件下材料對環境的各種物理因素的響應，以及這種響應對復合材料的力學性能和綜合使用性能的影響；而對於功能性復合材料，所注重的則是通過多種材料的復合而滿足某些物理性能的要求。
樹脂基復合材料的物理性能由組分材料的性能及其復合效應所決定。要改善樹脂基復合材料的物理性能或對某些功能進行設計時，往往更傾向於應用一種或多種填料。相對而言，可作為填料的物質種類很多，可用來調節樹脂基復合材料的各種物理性能。值得注意的是，為了某種理由而在復合體系中引入某一物質時，可能會對其它的性質產生劣化作用，需要針對實際情況對引入物質的性質、含量及其與基體的相互作用進行綜合考慮。
樹脂基復合材料的化學性能
大多數的樹脂基復合材料處在大氣環境中、浸在水或海水中或埋在地下使用，有的作為各種溶劑的貯槽，在空氣、水及化學介質、光線、射線及微生物的作用下，其化學組成和結構及各種性能會發生各種變化。在許多情況下，溫度、應力狀態對這些化學反應有著重要的影響。特別是航空航天飛行器及其發動件在更為惡劣的環境下工作，要經受高溫的作用和高熱氣流的沖刷，其化學穩定性是至關重要的。
作為樹脂基復合材料的基體的聚合物，其化學分解可以按不同的方式進行，它既可通過與腐蝕性化學物質的作用而發生，又可間接通過產生應力作用而進行，這包括熱降解、輻射降解、力學降解和生物降解。聚合物基體本身是有機物質，可能被有機溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者引起體系的應力腐蝕。所謂的應力腐蝕，是摜材料與某些有機溶劑作用在承受應力時產生過早的破壞，這樣的應力可能是在使用過程中施加上去的，也可能是鑒於製造技術的某些局限性帶來的。根據基體種類的不同，材料對各種化學物質的敏感程度不同，常見的玻璃纖維增強塑料耐強酸、鹽、酯，但不耐鹼。一般情況下，人們更注重的是水對材料性能的影響。水一般可導致樹脂基復合材料的介電強度下降，水的作用使得材料的化學鍵斷裂時產生光散射和不透明性，對力學性能也有重要影響。不上膠的或僅只熱處理過的玻璃纖維與環氧樹脂或聚酯樹脂組成的復合材料，其拉伸強度、剪切強度和彎曲強度都很明顯地受沸水影響，使用偶聯劑可明顯地降低這種損失。水及各種化學物質的影響與溫度、接觸時間有關，也與應力的大小、基體的性質及增強材料的幾何組織、性質和預處理有關，此外還與復合材料的表面的狀態有關，纖維末端暴露的材料更易受到損害。
聚合物的熱降解有多種模式和途徑，其中可能幾種模式同時進行。如可通過"拉鏈"式的解聚機理導致完全的聚合物鏈的斷裂，同時產生揮發性的低分子物質。其它的方式包括聚合物鏈的不規則斷裂產生較高分子量的產物或支鏈脫落，還有可能形成環狀的分子鏈結構。填料的存在對聚合物的降解有影響，某些金屬填料可通過催化作用加速降解，特別是在有氧存在的地方。樹脂基復合材料的著火與降解產生的揮發性物質有關，通常加入阻燃劑減少著火的危險。某些聚合物在高溫條件下可產生一層耐熱焦炭，這些聚合物與尼龍、聚酯纖維等復合後，因這些增強物本身的分解導致揮發性物質產生可帶走熱量而冷卻燒焦的聚合物，進一步提高耐熱性，同時賦予復合材料以優良的力學性能，如良好的坑震性。
許多聚合物因受紫外線輻射或其它高能輻射的作用而受到破壞，其機理是當光和射線的能量大於原子間的共價鍵能時，分子鏈發生斷裂。鉛填充的聚合物可用來防止高能輻射。紫外線輻射則一般受到更多的關注，經常使用的添加劑包括炭黑、氧化鋅和二氧化鈦，它們的作用是吸收或者反射紫外線輻射，有些無面填料可以和可見光一樣傳輸紫外線，產生熒光。
力學降解是另一種降解機理，當應力的增加頻率超過一個鍵通過平移所產生的響應能力時，就發生鍵的斷裂，由此形成的自由基還可能對下一階段的降解模式產生影響。硬質和脆性聚合物基體應變小，可進行有或者沒有鏈斷裂的脆性斷裂，而較軟但粘性高的聚合物基體大多是力學降解的。
樹脂基復合材料的工藝特點
樹脂基復合材料的成型工藝靈活，其結構和性能具有很強的可設計性。樹脂基復合材料可用模具一次成型法來製造各種構件，從而減少了零部件的數量及接頭等緊固件，並可節省原材料和工時；更為突出的是樹脂基復合材料可以通過纖維種類和不同排布的設計，把潛在的性能集中到必要的方向上，使增強材料更為有效地發揮作用。通過調節復合材料各組分的成分、結構及排列方式，既可使構件在不同方向承受不同的作用力，還可以製成兼有剛性、韌性和塑性等矛盾性能的樹脂基復合材料和多功能製品，這些是傳統材料所不具備的優點。樹脂基復合材料在工藝方面也存在缺點，比如，相對而言，大部分樹脂基復合材料製造工序較多，生產能力較低，有些工藝（如製造大中型製品的手糊工藝和噴射工藝）還存在勞動強度大、產品性能不穩定等缺點。
樹脂基復合材料的工藝直接關繫到材料的質量，是復合效應、"復合思想"能否體現出來的關鍵。原材料質量的控制、增強物質的表面處理和鋪設的均勻性、成型的溫度和壓力、後處理及模具設計的合理性都影響最終產品的性能。在成型過程中，存在著一系列物理、化學和力學的問題，需要綜合考慮。固化時在基體內部和界面上都可能產生空隙、裂紋、缺膠區和富膠區；熱應力可使基體產生或多或少的微裂紋，在許多工藝環節中也都可造成纖維和纖維束的彎曲、扭曲和折斷；有些體系若工藝條件選擇不當可使基體與增強材料之間發生不良的化學反應；在固化後的加工過程中，還可進一步引起新的纖維斷裂、界面脫粘和基體開裂等損傷。如何防止和減少缺陷和損傷，保證纖維、基體和界面發揮正常的功能是一個非常重要的問題。
樹脂基復合材料的成型有許多不同工藝方法，連續纖維增強樹脂基復合材料的材料成型一般與製品的成型同時完成，再輔以少量的切削加工和連接即成成品；隨機分布短纖維和顆粒增強塑料可先製成各種形式的預混料，然後進行擠壓、模塑成型。
組合復合效應
復合體系具有兩種或兩種以上的優越性能，稱為組合復合效應貧下中農站這樣的情況很多，許多的力學性能優異的樹脂基復合材料同時具有其它的功能性，下面列舉幾個典型的例子。
1、光學性能與力學性能的組合復合
纖維增強塑料，如玻璃纖維增強聚酯復合材料，同時具有充分的透光性和足夠的比強度，對於需要透光的建築結構製品是很有用的。
2、電性能與力學性能的組合復合
玻璃纖維增強樹脂基復合材料具有良好的力學性能，同時又是一種優良的電絕緣材料，用於製造各種儀表、電機與電器的絕緣零件，在高頻作用下仍能保持良好的介電性能，又具有電磁波穿透性，適製作雷達天線罩。聚合物基體中引入炭黑、石墨、酞花菁絡合物或金屬粉等導電填料製成的復合材料具有導電性能，同時具有高分子材料的力學性能和其它特性。
3、熱性能與力學性能的組合復合
①耐熱性能
樹脂基復合材料在某些場合的使用除力學性能外，往往需要同時具有好的耐熱性能。
②耐燒蝕性能
航空航天飛行器的工作處於嚴酷的環境中，必須有防護材料進行保護；耐燒蝕材料靠材料本身的燒蝕帶走熱量而起到防護作用。玻璃纖維、石英纖維及碳纖維增強的酚醛樹脂是成功的燒蝕材料。酚醛樹脂遇到高溫立即碳化形成耐熱性高的碳原子骨架；玻璃纖維還可部分氣化，在表面殘留下幾乎是純的二氧化硅，它具有相當高的粘結性能。兩方面的作用，使酚醛玻璃鋼具有極高的耐燒蝕性能。

『玖』 復合材料力學的計算

復合材料力學的計算基礎對研究纖維增強復合材料來說，單向層材料的研究是基本的問題。在研究之前，需要建立一些基本假設，它們是：①纖維是均勻的、線彈性的，並且在同一方向上是均勻排列的；②基體是均勻的、線彈性的，各向同性的；③單向層材料是均勻的，線彈性的、正交各向異性的，纖維和基體在纖維方向的應變是一致的；④多向層材料是線彈性的、各向異性的，在厚度方向上纖維分布是非均勻的。
有了上述假設，第二步是由纖維和基體的彈性常數
確定單向層材料的有效彈性常數。以E、G、ν和V表示彈性模量、剪切模量、泊松比和體積含量（體積的百分比），則單向層材料中基本有效彈性常數粗略估計的理論關系式可寫作：
式中下標L和T分別表示纖維方向和與纖維垂直方向；下標f和m分別表示纖維和基體。在用上述五個公式計算EL、ET、GLT、、之前，需要通過實驗方法測出纖維的彈性常數Ef.、Gf、和基體的彈性常數Em、Gm、。實際上，由於材料中的纖維並非理想直線，以及由於纖維的排列不一定均勻，所以用上述理論關系式計算出的值與實驗數值相比略偏高。利用單向層材料的彈性常數還可進一步計算出多向層材料的彈性常數。
為了提高復合材料有效彈性模量的預報精度，各種細觀力學方法被發展了。稀疏模型(dilute approximation)假設夾雜（增強相）埋於無限大基體中，完全忽略夾雜之間的相互作用，這種忽略會低估復合材料的有效模量（在夾雜模量更大的情況下）。自洽法(self-consistent method) 假設夾雜埋於無限大等效復合材料中，會高估有效模量。Mori-Tanaka法假設夾雜埋在無限大基體中，但無窮遠作用的應力是未知基體的平均應力，並由此計算夾雜的應力集中系數，可以看做是對稀疏模型的推廣，具有較高精度。廣義自洽法(generalized self-consistent method)則取由基體包圍的夾雜為一個代表性體積單元，此單元中夾雜和基體的體積分數與整個復合材料相同，這個代表性體積單元又埋在無限等效復合材料中，是自洽法的發展，精度較高。微分法(differential scheme) 是自洽法的另一種改進，它假設夾雜埋於無限大等效復合材料中，但夾雜是從零開始逐步添加到指定體積分數。進一步還有假設夾雜嚴格周期分布和考慮隨機分布的細觀力學研究。
一般說現在已經能較好預報復合材料的有效彈性性質，但離完全精確預報復合材料的強度還有很大的距離。對於常規材料在很多情況下可忽略剪切變形，但對纖維增強復合材料的多向層板和層殼，由於各層的泊松比不一樣而形成較大的剪切變形。另一方面，層間剪切強度比較低，所以多向層材料的破壞往往從層間的破壞開始。這類破壞在自由邊界，孔的周圍以及幾何尺寸突變或者外載荷突變的部位尤其容易發生，所以層間剪切是多向層材料計算中必須考慮的因素。
常規材料在線彈性范圍內的正交各向異性的應力-應變關系式，可以直接應用到纖維增強復合材料問題的研究中。對於屬於二維問題的正交各向異性單向層材料，應力-應變關系可以表示為：
式中、、為主軸坐標系中的應變分量；、、為主軸坐標系中的應力分量；
上式的另一種寫法為：
式中
單向層板在非主軸方向坐標系中的應力-應變關系，可經坐標變換由上兩式得到。